苏鲁造山带新沂地区新元古代花岗片麻岩成因及对Rodinia超大陆裂解的响应

新沂地区花岗片麻岩位于苏鲁造山带的西缘。本文通过新沂地区花岗片麻岩岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学等方面的研究,探讨其成因与构造环境,以揭示Rodinia超大陆裂解事件在该地区的反响。研究认为:研究区花岗片麻岩属准铝质-弱过铝质A型花岗岩,具有高SiO_(2)、富碱、贫CaO、低Al_(2)O_(3)质量分数的特征,以及右倾海鸥型稀土元素配分模式,富集Rb、Zr、Hf等元素,严重亏损Sr、Eu、Nb、Ta等元素,形成年龄为746.0~742.5 Ma。新沂地区花岗片麻岩是来自下地壳物质为主、少量幔源物质的部分熔融,在岩浆演化过程中经历了以钾长石和斜长石为主的分离结晶,而后经过超高压变质作用最终形成。研究区花岗片麻岩形成于新元古代后碰撞伸展环境,是Rodinia超大陆裂解事件在苏鲁造山带新沂地区的最初响应。

新元古代Rodinia超大陆裂解事件在扬子北东缘的最初响应:东海片麻状碱性花岗岩的锆石U-Pb年代学及Nd同位素制约

东海片麻状碱性花岗岩是扬子克拉通北东缘最具代表性的含碱性铁镁矿物的过碱性 A 型花岗岩。高精度的LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 定年结果表明,这些岩石形成于新元古代中期770Ma 左右,并在约250Ma 时经历超高压变质作用,之后又于210Ma 左右遭受了大规模的角闪岩相退变质作用的改造。Nd 同位素示踪表明东海片麻状碱性花岗岩具有相对偏高的ε_(Nd)(t)值(+1.4～-5.91),指示其应是成熟度较低的下地壳部分熔融的产物,但不排除部分岩体在成岩过程中可能有少量幔源物质卷入。综合 Rodinia 超大陆古地理复原资料,推测扬子板块北东缘自新元古早期以来一直为接受大洋板块俯冲的活动大陆边缘。形成于新元古代中期的东海片麻状碱性花岗岩属 A_2型花岗岩,为弧后拉张背景下岩浆活动的产物,该类岩石的产出代表了 Rodinia 超大陆裂解事件在该地区的最初响应。

浙江次坞地区晋宁晚期双峰式岩浆杂岩带的地球化学特征:Rodinia超大陆裂解的岩石学记录

次坞地区晋宁晚期火山岩与侵入岩由基性岩(上墅组下段基性火山岩与次坞辉绿岩体)和酸性岩(上墅组上段酸性火山岩与道林山碱长花岗岩体)组成,它们在时空上紧密伴生,成因上密切相关,SiO2含量集中分布在两个区间,缺乏SiO2为57%～68%的中性及中酸性成分,构成一套双峰式岩浆杂岩组合.酸性岩在化学组成上富硅碱而贫钙镁,准铝-过铝质,富含Zr、Nb和稀土元素,FeO+/MgO、Rb/Sr比值大,显示出A型花岗质岩石的成分特征;基性岩具有富铝、钠、钛和偏碱性的特征,形成于陆内至陆缘张裂环境.基性岩与酸性岩由不同的源区熔融形成,基性岩起源于亏损程度较低的地幔或来源于亏损地幔的岩浆受到陆壳物质的混染,酸性岩可能起源于地壳中既含有基性地壳组分和又含有酸性地壳组分的源区的部分熔融.双峰式岩浆杂岩的形成,是华南Rodinia超大陆裂解事件的岩石学记录,揭示了华南Rodinia超大陆裂解始于青白口纪.

吉林省张广才岭塔东岩群年代学:Rodinia超大陆裂解的响应

塔东岩群是一套高绿片岩相-角闪岩相变质岩系,被认为是"松嫩-张广才岭地块"前寒武纪变质基底的一部分,但其形成时代一直没有定论。采用锆石U-Pb(LA-MC-ICP-MS)测试方法,对塔东岩群朱敦店岩组黑云二长片麻岩进行年代学研究;105次测试中104个有效测点年龄介于239~2690 Ma之间。年龄频谱图显示众多年龄组:2690~2679 Ma(n=2)、2509~2304 Ma(n=8)、2287~2173 Ma(n=5)、1924~1836 Ma(n=4)、1428~1352 Ma(n=2)、1171~1017 Ma(n=3)、997~929 Ma(n=12)、922~822 Ma(n=40)、812~793 Ma(n=14)、745~738 Ma(n=2)、279~239 Ma(n=8);其中早前寒武纪锆石占~18%、格林威尔造山期锆石占~53%、Rodinia超大陆裂解期锆石占~14%。锆石年龄谐和图反映前寒武纪锆石都有不同程度的Pb丢失,以1428~239 Ma、2690~1836 Ma两个年龄区段分别进行数据处理,获得前者不一致线下交点为476±84 Ma,后者不一致线下交点1711±210Ma,可能反映两次重要构造热事件。年龄为晚古生代者,尽管锆石Th/U比值普遍大于0.1,显示为岩浆锆石特点,但其复杂的CL图像特征,包括云雾状、流动状、楔状、冷杉叶状环带,并具有规则的外形,表明为后期热事件改造的结果。结合前人研究成果及区域地质建造特征,认为塔东岩群主体形成于新元古代晚期,可能是对Rodinia超大陆裂解的响应;经历了~516 Ma、~476 Ma、~426 Ma构造改造事件,可能为早古生代末的构造杂岩,于~260 Ma又遭受后期强烈热事件的影响;大量早前寒武纪碎屑锆石的存在支持"松嫩-张广才岭地块"古老基底存在的认识。

华北克拉通对Rodinia超大陆裂解的响应--来自贺兰山北段小松山地区辉长岩地球化学、年代学及Hf同位素的新证据

华北克拉通西缘贺兰山北段小松山地区辉长岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和锆石Hf同位素的研究结果表明,辉长岩的侵位结晶年龄为835.5±5.3Ma,即形成于新元古代早期,属于板内拉斑玄武岩系列岩石,总体上略富集轻稀土元素、大离子亲石元素Rb、Ba、La,略亏损高场强元素Th、Nb、Zr、Hf等;具有较高的εHf(t)值(5.83~7.87),其单阶段模式年龄tDM1为1075~1155Ma,两阶段模式年龄tDM2为1176~1289Ma。综合研究发现,辉长岩的原始岩浆起源于中元古代富集型地幔,形成于华北陆块西缘的板内伸展环境,说明华北陆块响应了Rodinia超大陆裂解,也是Rodinia超大陆的一部分。

古—中元古代哥伦比亚超大陆裂解的动力学过程及效应

超大陆的聚合与裂解是板块构造运动的自我表达形式,其聚合过程伴随有全球性俯冲、碰撞造山活动,而裂解过程则发育大规模基性岩浆事件。哥伦比亚超大陆是地球地质历史时期第一个真正意义上的全球性超大陆,其主体于2.1~1.8Ga完成聚合,并于1.3 Ga最终裂解。相较于其他年轻的超大陆,哥伦比亚超大陆的古地理重建模型还存在较大的不确定性,这限制了对其裂解动力学过程及效应的认识。本文以全球古—中元古代基性岩浆事件对比为主线,综合已有研究成果及全球岩浆岩地球化学数据,提出古—中元古代多期地幔柱活动主导了哥伦比亚超大陆的不彻底裂解,影响了当时大陆地壳的化学成分和地形高度。高度分异的大陆地壳与低地形导致由陆壳物质风化剥蚀进入海洋的营养物质的通量大大降低,进而限制了海洋生物的初级生产力,最终阻碍了哥伦比亚超大陆至罗迪尼亚超大陆过渡时期的生命演化进程。

从华北燕辽岩床群到哥伦比亚超大陆巨型裂谷系——燕辽大火成岩省近20年研究回顾与展望

近20年的研究工作表明,华北克拉通北部燕辽地区侵入到中元古代沉积地层中的大规模辉绿岩床群构成了一个1.32 Ga的基性大火成岩省。该大火成岩省与华北克拉通西北缘白云鄂博矿区富稀土-铌火成碳酸岩相伴生。大火成岩省、沉积地层对比和古地磁资料研究结果表明,燕辽大火成岩省与北澳大利亚克拉通代理姆-加里温库大火成岩省是被大陆裂解分割开来的同一个基性大火成岩省的组成部分,显示1.8~1.3 Ga期间华北克拉通北-北东缘与北澳大利亚克拉通北缘在哥伦比亚(奴那)超大陆中长期相邻(连)。全球1.4~1.3 Ga大火成岩省及基性岩浆活动的时空分布及其岩石学、地球化学及同位素组成对比研究显示,这些全球广泛分布的大火成岩省或基性岩浆活动主要形成于裂谷环境。结合1.4 Ga左右哥伦比亚超大陆古地理重建结果,发现在哥伦比亚超大陆中存在沿劳伦(北美+格陵兰)克拉通西缘、西伯利亚克拉通西缘及北缘、波罗地克拉通东南缘、西非克拉通西缘及北缘、亚马逊克拉通西南缘、刚果/圣弗朗西斯科克拉通南缘及东缘、卡拉哈里克拉通东缘、华北克拉通北缘及北澳大利亚克拉通北缘分布,长度>15000 km的巨型裂谷系。该巨型裂谷系由一个主裂谷带和三个分支裂谷组成,其中主裂谷带和位于华北与北澳大利亚克拉通之间的分支裂谷发展成了大洋,并导致了大陆分离;而位于西伯利亚东缘、格陵兰北缘和波罗地东缘的1.38 Ga分支裂谷,以及位于北美北缘和西伯利亚西南缘的1.35~1.32 Ga分支裂谷则为夭折裂谷,未导致大陆裂离。这一巨型裂谷系是哥伦比亚超大陆裂解的重要标志,并可能是其最终裂解的最主要原因。另外,研究结果也显示,虽然全球两个最大规模的火成碳酸岩型稀土矿床,即华北克拉通西北缘的白云鄂博超大型稀土矿床和北美克拉通西缘的Mountain Pass超大型稀土矿床在哥伦比亚超大陆中并不相邻(相连),但却可以通过1.4~1.3 Ga巨型裂谷系相联系起来,显示这一巨型裂谷系控制了白云鄂博和Mountain Pass大型稀土矿床的形成,并具有较好的稀土及金属成矿潜力。未来需要进一步加强燕辽辉绿岩床群侵位机制与岩浆补给系统,岩床侵位过程中温室气体排放量定量估算及其环境效应,哥伦比亚超大陆中1.4~1.3 Ga巨型裂谷系的形成机制、深部动力学背景、环境效应及资源能源潜力等方面的研究。

超大陆裂解与中国大规模成锰作用的耦合关系探讨

中国沉积型菱锰矿赋存时代跨度大,分布广泛。成矿时代集中于中元古代蓟县纪,新元古代南华纪、震旦纪,早古生代寒武纪、奥陶纪,晚古生代泥盆纪、石炭纪、二叠纪和中生代三叠纪。沉积型菱锰矿分布于伸展背景下的裂谷型盆地区,包括华北中元古代燕辽坳拉槽,华南南华纪—奥陶纪南华裂谷、南华纪扬子北部陆内裂谷、震旦纪—寒武纪扬子北部大陆边缘裂谷、晚古生代—三叠纪右江盆地和湘桂拗拉槽、扬子西部(水城—遵义)陆内裂陷槽和扬子西北缘裂陷槽。菱锰矿的锰质主要来源于地球深部热液,沉积于弱氧化—弱还原的较深水的浅裂谷环境。裂谷型盆地形成于哥伦比亚超大陆、罗迪尼亚超大陆、冈瓦纳大陆的裂解期。沉积型菱锰矿的发育与超大陆裂解存在明显的耦合关系。

华南新元古代裂谷盆地演化——Rodinia超大陆解体的前奏

沉积学研究表明 ,华南新元古代沉积盆地具典型裂谷盆地沉积演化特征。代表裂谷盆地早期形成阶段的成因相组合有 :冲洪积相组合、陆相 (或海相 )火山岩及火山碎屑岩相组合、滨浅海相沉积组合、淹没碳酸盐台地及欠补偿盆地黑色页岩相组合 ;而代表中、后期形成阶段的成因相组合有 :滨岸边缘相至深海相组合 ,冰期冰积岩相组合、碳酸盐岩及碳硅质细碎屑岩相组合。华南裂谷盆地岩相古地理演化经历了 5个重要的时期 ,整体上反映了一个由陆变海、由地堑 -地垒相间盆地变广海盆地、由浅海变深海、盆地由小变大的演化过程。裂谷盆地的形成经历了裂谷基的形成、地幔柱作用与裂谷体的形成、被动沉降(下拗 )与裂谷盖的形成三个阶段。华南裂谷盆地的形成演化与 Rodinia超大陆在新元古代时期的裂解作用密切相关 。

塔里木西南缘新元古代辉绿岩及玄武岩的地球化学特征:新元古代超大陆(Rodinia)裂解的证据

塔里木西南缘(西昆仑北带)发育新元古代辉绿岩及玄武岩,辉绿岩侵入青白口系而被南华系超覆,玄武岩发育在南华系下部。初步的岩石地球化学研究表明,辉绿岩及玄武岩形成于大陆板内裂解背景,来自EMI型地幔源区。结合对本区格林威尔期造山事件的确定以及新元古代815Ma左右的A型片麻状花岗岩的发现,表明新元古代玄武岩喷发、辉绿岩岩墙侵入等是古塔里木板块作为Rodinia超大陆的一员在新元古代发生裂解的岩浆事件,我们推测超大陆裂解与地幔柱活动有关。

“Rodinia超大陆的聚合与裂解:华南野外现场国际学术交流会”圆满结束

国际地质对比研究计划项目“Rodinia超大陆的聚合与裂解”华南野外现场国际学术交流会于2003年10月9～11日在杭州进行了室内学术交流，12～20日，会议代表由浙江经赣东北至皖南进行了为期8天的野外现场考察和交流。

述评:Rodinia超大陆拼合和裂解的古地磁检验

近期 ,关于新元古代Rodinia超大陆的重建问题 ,随着地质学和古地磁学研究的进展许多学者提出新的见解。Weil等 (1999)重新汇编了劳仑、波罗的、刚果、圣弗朗西斯科和卡拉哈里克拉通 110 0～ 80 0Ma定年较好的古地磁极 ,并做出新的重建。南美 (圣弗朗西斯科 )首次获得古地磁重建位置。Powell等的研究使卡拉哈里在Rodinia的位置更加清晰。东冈瓦纳 (澳大利亚、大印度、南极洲 )的古地磁研究更加深入 ,厘定了澳大利亚与劳仑裂解发生在 75 0Ma前 ,不是先前的 72 0Ma。地质和古地磁研究认为南极洲东部不是一个完整的大陆块 ,而是由三个古陆块组成。大印度 (包括印度、马达加斯加等 )也离开澳洲。这动摇了东冈瓦纳为统一的古大陆的假设。西伯利亚在Rodinia中的位置也在争论之中 ,依据古地磁至少有三个位置。总之 ,关于Rodinia超大陆构成的研究还需要更多、更可靠的古地磁证据支持 ;同时新元古全球统一超大陆的存在也受到质疑。文中重点评述Rodinia超大陆拼合和裂解的古地磁检验 。

南苏鲁超高压变质地体中罗迪尼亚超大陆裂解事件的记录

通过苏鲁超高压变质地体南部不同类型超高压变质岩石的原岩重塑,揭示超高压变质岩的原岩形成于由大陆玄武质岩石、辉长岩、表壳岩和花岗岩组成的被动陆缘拉伸构造环境。中国大陆科学钻探主孔中不同类型超高压变质岩石的锆石SHRIMP U-Pb定年表明,花岗质片麻岩原岩年龄为780-680Ma;榴辉岩、石榴角闪岩的原岩年龄为765—730Ma,副片麻岩中包含了730Ma、680Ma、621Ma和较年轻的继承性碎屑锆石和结晶锆石年龄。结合前人的研究成果表明,苏鲁超高压变质地体南部正片麻岩类和榴辉岩的原岩所代表的花岗岩浆和基性岩浆活动为罗迪尼亚超大陆形成后的新元古代裂解事件的产物,而副片麻岩的原岩为新元古代-古生代时期形成的扬子被动陆缘的沉积-火山表壳盖层,它们与结晶基底一起在240- 220Ma期间经历了超高压变质作用。

华北克拉通北缘Columbia超大陆裂解事件:来自燕辽裂陷槽中部长城系碱性火山岩的地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素证据

本文报导了华北克拉通北缘燕辽裂陷槽中部长城系大红峪组、团山子组碱性玄武质岩和侵入串岭沟组基性岩脉的岩石学、地球化学以及锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素特征。结合区域地质资料与前人研究成果,对这些碱性玄武岩与基性岩脉的时代问题、岩浆岩起源和源区类型以及岩浆作用的动力学背景进行了讨论。研究表明大红峪组碱性玄武岩和串岭沟组基性岩脉分别形成于1624±9Ma和1620±9Ma,二者在误差范围内一致;这些基性岩浆岩普遍具有高的Zr含量（94×10-6～196×10-6）、富集轻稀土（（La/Yb）N=10.63～21.97）及大离子亲石元素,大多数样品无明显的Eu异常,微量元素组成与OIB相似。锆石Hf同位素显示弱亏损特征,εHf（t）值为-0.6～3.8。燕辽裂陷槽中部长城系碱性岩的原始岩浆可能起源于同一软流圈地幔源区的低程度部分熔融（2%～3%）,且有岩石圈地幔物质加入。岩浆受地壳混染的程度低,经历了强烈的结晶分异作用。研究进一步表明,燕辽裂陷槽中部长城系碱性岩从1635Ma（团山子组）开始喷发,1625Ma达到峰期,大红峪组地层沉积时间晚于1635Ma。联系该阶段全球各大陆情况,华北地区该期的碱性岩岩浆事件应与哥伦比亚超大陆裂解有关。

从哥伦比亚超大陆裂解事件论古/中元古代的界限

国际前寒武纪地层表中始终把古/中元古代的界线置于1. 6Ga,我国则一直将这一界线置于1. 8Ga。存在认识分歧的根本原因是对1. 8Ga前后时期地质事件及其性质的理解与认识的差异或偏颇。本文通过阐述1. 8~1. 6Ga期间地质事件及其性质,重点分析和讨论古/中元古代(界)界限的划分及相关地质事件的标志与意义。大量的地质资料显示,超大陆从1. 8~1. 75Ga开始裂解,形成一系列的陆内盆地,如北美(劳伦古陆)的Thelon盆地、澳大利亚北部的Leichhardt超级盆地、南美巴西圣弗兰西斯科盆地、华北南缘的熊耳裂谷盆地以及扬子地块西南缘的东川盆地等。在这些盆地形成的早期沉积了冲积扇相、河流相的碎屑岩,之后伴有较广泛的火山岩喷发,中晚期从河流相、湖相碎屑岩沉积过渡到浅海碳酸盐台地沉积,反映一个拉伸裂解的过程。在复原的哥伦比亚超大陆内,广泛分布有1. 78~1. 72Ga的非造山花岗岩,包括AMCG组合(斜长岩、纹长二长岩、紫苏花岗岩和花岗岩)、环斑花岗岩、A型花岗岩等,以及广泛分布的基性岩墙群。这些岩浆岩都反映了拉伸裂解的地球动力学背景。在1. 8~1. 6Ga,不论是沉积事件还是岩浆事件,绝大部分与超大陆的拉伸裂解有关,并未显示造山作用、大陆固结和克拉通化的特点,用固结纪来概括这一阶段地质事件的性质并不合适。哥伦比亚超大陆上的许多盆地在1. 6Ga左右经历了一次广泛的抬升,使沉积作用短时间间断,之后原有盆地继续发展,接受了更广泛的沉积,这种沉积作用可以一直延续到1. 4~1. 3Ga左右。与裂解有关的岩浆事件也以幕式方式从1. 78Ga一直断续持续到1. 4~1. 32Ga左右。从1. 8Ga(或1. 78Ga)到1. 4~1. 3Ga,不论是盆地的沉积事件还是与裂解有关的岩浆事件,基本是连续的。以1. 6Ga作为年代界线划分古/中元古代,人为地隔断了连续的沉积事件和岩浆事件,显然与"尽可能少地截断沉积作用、火成侵位或造山运动的主要序列"的前寒武纪地层划分原则相悖。连续的裂谷盆地沉积事件和非造山岩浆事件可以追溯到1. 8Ga(或1. 78Ga)。因此,我们建议将古/中元古代的界线置于1. 8Ga或1. 78Ga。考虑到裂谷作用的本质是在已有超大陆或克拉通的基础上盖层的发育过程,因此我们建议将~1. 8Ga或1. 78~1. 4Ga都归入盖层系。

塔里木克拉通东北缘Columbia超大陆裂解事件:库鲁克塔格地区辉绿岩床的地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素证据

研究塔里木克拉通东北缘库鲁克塔格地区发育的中元古代早期基性岩浆活动,对深入了解Columbia超大陆裂解过程具有重要意义。本文报道了库鲁克塔格地区侵入于兴地塔格群的阿斯廷布拉克辉绿岩床SHRIMP锆石U-Pb年龄,结合岩石学、地球化学和Nd-Hf-O同位素资料,对该基性岩的形成时代、岩浆起源和源区类型以及岩浆作用的动力学背景进行讨论。研究表明:辉绿岩锆石具有高Th/U比值(>1),CL图像带状分区,显示基性岩浆锆石特点,207Pb/206Pb 加权平均年龄(1 551±8) Ma代表辉绿岩的形成时代,锆石δ18O值为5.52‰-6.53‰(正态分布的峰值为5.8‰),略高于地幔锆石的变化范围。辉绿岩高FeOT(11.4%-13.4%),低MgO(5.46%-7.11%)和TiO2(1.51%-2.45%),具有拉斑质属性,轻、重稀土元素分馏明显((La/Yb)N=4.6-5.4),具弱的Eu正异常(δEu=1.05-1.27),富集大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta等高场强元素(HFSE),微量元素组成与大陆溢流玄武岩(CFB)类似,全岩Nd(εNd(t)=-3.8--1.8)和锆石Hf(εHf(t)=-3.7-1.9)同位素均显示岩浆来自富集地幔。阿斯廷布拉克辉绿岩是被交代的大陆岩石圈地幔部分熔融的产物,形成于板内的拉张环境,与该时期全球构造演化体制相吻合,属于中元古代早期Columbia超大陆裂解事件。

青海柴北缘新元古代超大陆裂解的地质记录——全吉群

研究表明,青海省柴达木盆地北缘南带是一个早古生代超高压造山带,其中残留有新元古代早期岩浆弧根部带的产物———俯冲-碰撞型花岗质岩浆岩带;柴北缘北带则是一个具有古元古代基底的古老陆块残块———欧龙布鲁克陆块。在欧龙布鲁克陆块上发育了一套典型的边缘裂陷槽型沉积序列———全吉群,它包括从河流相开始,随着裂陷和海水侵入而出现海相,随着岩石圈进一步减薄、地幔上涌而出现幔源岩浆火山活动等的地质记录。地球化学研究表明,全吉群中火山岩为钙碱性-碱性大陆板内玄武岩、玄武质安山岩。初步获得火山岩锆石U-Pb年龄为800Ma左右。全吉群沉积序列是Rodinia超大陆在新元古代早期解体阶段的产物。

洛南任家滩—荞麦山正长斑岩成因及其对古元古代晚期裂解的指示——岩石化学及锆石U-Pb年龄和Lu—Hf同位素特征

华北克拉通南缘的陕西洛南—河南豫西地区出露一系列形成于1.8~1.6 Ga的碱性岩,对这些碱性岩的研究有助于提高对华北克拉通南缘古元古代构造环境的认识。笔者等选取陕西省洛南县任家滩—荞麦山一带碱性侵入体进行系统的岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Lu—Hf同位素分析和岩石地球化学研究,讨论了其成因机制和构造背景。研究表明,任家滩—荞麦山岩体的主体岩性为正长斑岩,加权平均年龄为1689±20 Ma(MSWD=0.12),表明其侵位时代为古元古代。该岩体富碱(Na_(2)O+K_(2)O=7.95%~9.5%),高钾(K_(2)O=4.67%~8.51%);稀土元素总量较高(496.15×10^(-6)~650.16×10^(-6),平均543.06×10^(-6)),轻、重稀土元素分馏比较明显,轻稀土元素相对富集(LREE=454×10^(-6)~605×10^(-6)),重稀土元素亏损(HREE=39.3×10^(-6)~45.6×10^(-6)),具有弱负铕异常;K、Rb、Ba、Th富集,Nb、Ta、P、Ti亏损,并且具有明显的Sr负异常。εHf(t)值<0,TDM1值为2038~2218 Ma,TDM2值为2250~2516 Ma,说明岩浆源区物质与富集地幔有关或受到过地壳物质的混染。因此,任家滩—荞麦山岩体是由地幔玄武质岩浆与地壳基底太华杂岩形成的中酸性花岗质岩浆混合后形成的熔体,经强烈的结晶分异作用形成的,其形成于陆内裂谷的构造环境,是华北克拉通南缘对哥伦比亚超大陆裂解事件的响应。

全球新元古超大陆拼合和裂解及中国大陆所处位置古地磁研究进展

新元古超大陆Rodinia的拼合和裂解是目前国际地学研究的热点。古地磁研究的成果对全球各大陆在Rodinia超大陆中的定位发挥着不可替代的作用。劳仑和澳大利亚新元古—寒武纪古地磁极的拟合 ,证明了劳仑和澳大利亚 (东冈瓦纳 )大陆的汇聚。西伯利亚、波罗的以及中国华北、华南古陆块上最新获得的古地磁成果 ,得以进一步讨论新元古超大陆Rodinia的重建。有的否定Rodinian的存在 ,如J.D .A .Piper ;有的对先前从地质证据重建的Rodinia进行修正 ,如T .H .Torsvik。而对中国华北、华南、塔里木古陆块在Rodinia超大陆的位置提出的新意见 ,还存有争议。本文将对上述内容做出详细的评述。

中亚造山带东部微陆块在Columbia—Rodinia超大陆演化中的岩浆—沉积记录

中亚造山带东部分布有多个具有前寒武纪基底的微陆块(额尔古纳、兴安、松嫩和佳木斯地块),其上存在大量元古宙地质记录,包括2.5~2.4 Ga、1.8 Ga、1.5~1.4 Ga、0.9~0.6 Ga岩浆事件和中—新元古代沉积序列,它们是回答微陆块与Columbia和Rodinia超大陆演化联系和地球中年期演化的关键对象。额尔古纳、兴安和松嫩地块发育相似的2.5~1.8 Ga基底岩石且其间缺少古老的蛇绿岩,它们可能构成了一个联合陆块,其陆核至少在2.7 Ga前已经形成,从华北克拉通北部裂解出去并在其周缘演化,2.5 Ga和1.8 Ga经历了洋陆俯冲作用,未参与克拉通化过程。1.87~1.80 Ga岩浆作用很可能是Columbia超大陆周缘俯冲作用于古老的微陆块之下的产物;兴安地块西部和白乃庙岛弧带1.45~1.32 Ga A型花岗岩—流纹岩组合及其向陆缘Hf同位素持续亏损的趋势与劳伦南部Granite—Rhyolite Province和波罗的克拉通西南Fennoscandia十分相似,可能是Columbia超大陆周缘俯冲后撤伸展的产物,俯冲后撤和陆下地幔上涌共同促进了Columbia超大陆的伸展和裂解。兴安地块西部发育岩石组合、碎屑锆石年龄和Hf同位素变化与格林威尔造山有关的同碰撞和碰撞后沉积序列相似的沉积地层,而且碎屑锆石微量元素和Hf同位素随时代的系统性变化也揭示了1.10~0.98 Ga地壳明显加厚,伴有大量古老地壳物质重熔,0.9~0.8 Ga地壳持续减薄,以古老地壳再造为主,这与Rodinia超大陆聚合阶段格林威尔造山(1080~980 Ma)及随后的垮塌伸展过程基本吻合。松嫩地块东北部954 Ma正长花岗岩很可能是松嫩与佳木斯地块陆—陆碰撞后阶段沉积岩部分熔融的产物,可能代表了Rodinia超大陆碰撞聚合在中亚造山带东部的响应。超大陆周缘前进式俯冲引发佳木斯地块与松嫩—兴安—额尔古纳联合陆块在954 Ma前碰撞拼贴,同时在外缘的佳木斯地块上产生953~939 Ma中钾—高钾钙碱性基性—中性—酸性岩组合,920~880 Ma在各地块上广泛发育中酸性钙碱性岩浆作用。从850 Ma开始,后撤式俯冲导致大量高温的钙碱性酸性岩、双峰式岩浆岩组合产出于松嫩和额尔古纳地块上,直至777 Ma和697 Ma之前开始不断裂解产生古牡丹江洋和古新林洋,而且790~560 Ma期间在额尔古纳地块西北缘、松嫩地块东缘均发育被动大陆边缘沉积,记录了Rodinia超大陆的聚合、伸展—裂解过程。另外,中亚造山带东部乃至全球其他块体上大量1.5~1.3 Ga和1.0~0.7 Ga与超大陆聚合、伸展—裂解有关的“低谷期”地质记录被不断发掘出来,暗示了地球中年期并不是前人认为的构造宁静期。